JPH09225229A

JPH09225229A - エアフィルター材およびエアフィルターユニット

Info

Publication number: JPH09225229A
Application number: JP3628796A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Kadota; 敏明門田; Yoshinobu Sotoike; 芳信外池
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1996-02-23
Filing date: 1996-02-23
Publication date: 1997-09-02

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、エアフィルターの機能を落さない
で、環境に悪影響を与えず、外観が良好なエアフィルタ
ー材およびフィルターユニットを提供せんとするもので
ある。【解決手段】本発明のエアフィルター材は、着色された
ポリオレフィン系不織布からなる支持体層と、ポリオレ
フィン系エレクトレット化不織布からなる濾過層とを、
積層一体化したことを特徴とするものであり、また、本
発明のエアフィルターユニットは、かかるエアフィルタ
ー材から構成されていることを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気中のダストを
分離捕集するエアフィルター材およびエアフィルターユ
ニットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、エアフィルター材としては、ガラ
ス繊維などの無機繊維および有機繊維を材料としたシー
ト状物および該シート状物を積層した積層物が用いられ
ているが、難燃性を付与するために少なくとも一層に難
燃剤による難燃加工を施す必要があり、廃棄時に焼却す
る場合ハロゲンガスなどの有毒ガスの発生など環境面に
問題があった。

【０００３】一方、エアフィルター材を用い、一般的に
ジグザグ状に折りユニット化したエアフィルターユニッ
トは、従来、主としてクリーンルームおよびビル空調な
どの分野で室内を循環させる空気を濾過し、室内空気を
清浄化する目的で使用されていた。最近の環境汚染の拡
大に伴い、これらエアフィルターユニットは、車室内お
よび一般家庭などに普及してきており、より小形化およ
び外観向上が要求されている。

【０００４】また、エアフィルター材には、ジグザグ状
に折るための形態保持性が要求されており、剛性を付与
するためにエアフィルター材を構成するシート状物およ
び該シート状物を積層した積層物の少なくとも一層に樹
脂加工などの堅加工を施す必要があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のエアフィルター
材においては、外観が商品価値を左右するものであり、
エアフィルター材および付着粉塵が装置の外から見えに
くいものが要求されるが、従来のフィルター材は白色で
あるため外観に問題があった。また、樹脂加工が施され
たものは、難燃剤と同様、廃棄時に焼却する場合に有毒
ガスの発生など環境面に問題があった。

【０００６】本発明は、かかる従来技術に鑑み、エアフ
ィルターの機能を落さないで、環境に悪影響を与えず、
外観が良好なエアフィルター材およびフィルターユニッ
トを提供せんとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、かかる課題
を解決するために、つぎのような手段を採用する。すな
わち、本発明のエアフィルター材は、着色されたポリオ
レフィン系不織布からなる支持体層と、ポリオレフィン
系エレクトレット化不織布からなる濾過層とを、積層一
体化したことを特徴とするものであり、また、本発明の
エアフィルターユニットは、かかるエアフィルター材か
ら構成されていることを特徴とするものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明は、エアフィルターの機能
を落さないで、環境に悪影響を与えず、外観の良好なも
のを提供できないか鋭意検討したところ、外側に配置さ
れる支持体層を着色し、内側の濾過層をエレクトレット
化不織布で構成することにより、かかる課題を一挙に解
決することを究明したものである。

【０００９】本発明における支持体層を形成するポリオ
レフィン系不織布とは、ポリプロピレン、ポリエチレン
などからなる不織布である。本発明においてポリオレフ
ィン系不織布を支持体層に使用する理由は、ポリオレフ
ィン系は自己消火性を有するため難燃剤による難燃性付
与をする必要がないためである。

【００１０】本発明の支持体層であるポリオレフィン系
不織布の製造法としては、紡糸しながら流体で延伸した
フィラメントをスクリーンコンベアや孔あきドラム上に
集積させてウェブとするスパンボンド法やメルトブロー
法、または、短繊維をカーディング法や抄紙法などでシ
ート化する方法等を用いることができるが、得られた不
織布の強力が強いことからスパンボンド法が好ましい。
また、ウェブをシート化するボンディング法としては、
バインダーを用いず、剛性および通気性が高いことから
熱エンボスによる方法が好ましい。この熱エンボスでボ
ンディングした時、熱接着面積率が大きすぎると通気性
が低くなり、一方、熱接着面積率が小さすぎると毛羽立
ちおよび毛羽落ちする等問題が起こる。このような理由
から熱接着面積率としては全シート面積の５〜５０％が
好ましい。

【００１１】本発明の支持体層であるポリオレフィン系
不織布は着色されたものであり、Ｌ値は６０以下が好ま
しく、２０以下が特に好ましい。Ｌ値が６０を越えると
フィルターユニットが組込まれた装置外部からフィルタ
ー材が目立ち、外観品位が悪くなるため好ましくない。
着色方法としては、着色ポリマーを使用する原着法、ま
たは、着色バインダーを用いることによる方法等を用い
ることができるが、得られた不織布の通気性を損なわな
いことから原着法が好ましい。

【００１２】また、本発明の支持体層である不織布の目
付は、５０〜１５０ｇ／ｍ²が好ましく、５０〜１００
ｇ／ｍ²が特に好ましい。目付が５０ｇ／ｍ²未満であ
ると剛性が低く形態保持性が劣り好ましくなく、また目
付が１５０ｇ／ｍ²を越えると通気性が低くなる上にコ
ストアップとなるため好ましくない。

【００１３】本発明の支持体層である不織布の剛軟度
は、ＪＩＳＬ１０９６曲げ反発性Ａ法（ガーレ
法）で測定されるものであり、剛軟度は４０ｍｇ以上が
好ましい。剛軟度が４０ｍｇ未満であると、ジグザグ状
に折られて成型されたフィルターユニットに空気を流し
た場合、風圧によりジグザグ形態が崩れ圧力損失が高く
なるため好ましくない。

【００１４】また、本発明の支持体層である不織布を構
成する単糸の繊度は、２〜１０デニールが好ましく、２
〜６デニールが特に好ましい。単糸繊度が２デニール未
満であると単位面積当りの繊維本数が多く通気性が低く
なるため好ましくない。また単糸繊度が１０デニールを
越えると単位面積当りの繊維本数が少なく不織布の均一
性が悪くなるため好ましくない。

【００１５】本発明の濾過層である不織布の素材として
は、自己消火性を持ち難燃剤による難燃性付与を必要と
せず、エレクトレット化ができる、ポリオレフィン系が
必要である。

【００１６】また、本発明の濾過層である不織布の製造
法としては、紡糸しながら流体で延伸したフィラメント
をスクリーンコンベアや孔あきドラム上に集積させてウ
ェブとするスパンボンド法やメルトブロー法、または、
短繊維をカーディング法や抄紙法などでシート化する方
法等を用いることができるが、単位面積当たりの繊維本
数が多く、繊維径が小さいため、微細な粉塵を効率良く
捕集することができるメルトブロー法が好ましい。

【００１７】また、本発明において濾過層にエレクトレ
ット化不織布を用いる理由は、静電気力によって微細な
粉塵を効率良く捕集することができるためである。この
エレクトレット化は、不織布などのシート状物をアース
された電極上を走行させ、この上から針電極またはワイ
ヤー電極に高電圧を印加することによってコロナ放電を
行い達成される。このエレクトレットの程度は、シート
状物の表面電荷密度で表すことができる。本発明による
濾過層は、その表面電荷密度を２×１０^-10クーロン／
ｃｍ²以上の電荷密度とするのが好ましい。この表面電
荷密度が、２×１０^-10クーロン／ｃｍ²未満である
と、空気中の粉塵等の分離捕集性能が劣るようになるた
め好ましくない。表面電荷密度が５×１０^-10クーロン
／ｃｍ²以上であると、空気中の粉塵等の分離捕集性能
が著しく高まるため好ましく用いられる。

【００１８】また、本発明の濾過層である不織布の目付
は、１０〜８０ｇ／ｍ²とするのが好ましく、２０〜５
０ｇ／ｍ²が特に好ましい。目付が１０ｇ／ｍ²未満で
あると空気中の粉塵等の分離捕集性能が劣るようになる
ため好ましくない。また目付が８０ｇ／ｍ²を越えると
通気性が低くなるため好ましくない。

【００１９】また、本発明の濾過層である不織布を構成
する単糸径は、０．５〜３０μｍとするのが好ましく、
０．５〜１０μｍが特に好ましい。単糸径が０．５μｍ
未満であると通気性低くなるため好ましくない。また、
単糸径が３０μｍを越えると空気中の粉塵等の分離捕集
性能が劣るようになるため好ましくない。

【００２０】本発明において、着色されたポリオレフィ
ン系不織布からなる支持体層と、ポリオレフィン系エレ
クトレット化不織布からなる濾過層とを積層一体化する
ためにはポリウレタン樹脂を使用するのが好ましい。こ
れはポリウレタン樹脂は、支持体層および濾過層のポリ
オレフィン系不織布の自己消火性を妨げないため、難燃
剤による難燃性付与をする必要がないためである。積層
一体化する方法としては、ポリビニルアルコールからな
るパウダーを使用する方法なども一般的に知られている
が、この場合、支持体層および濾過層のポリオレフィン
系不織布の自己消火性を妨げるため、難燃剤を使用しな
ければならない。前記ポリウレタン樹脂の付着方法は、
コーティング法、ディッピング法、または、噴霧により
付着する方法などを用いることができるが、樹脂がドッ
ト状で付着し、通気性の低下がない噴霧による方法が好
ましい。

【００２１】以上のようにして得られたエアフィルター
材およびエアフィルターユニットは、着色した支持体層
により構成されているため、車室内用および一般家庭室
内用などの空気清浄器など、特に外観を重視されるもの
などに使用されるものである。

【００２２】

【実施例】

実施例１ポリプロピレンをメルトブロー法で紡糸して作製したメ
ルトブロー不織布を準備した。このメルトブロー不織布
を構成する繊維の平均繊維径は、２．３μｍ、目付は、
４５ｇ／ｍ²であった。このメルトブロー不織布をアー
ス電極ロール上を走らせながら、不織布上５ｃｍのとこ
ろに設置したワイヤー電極に３０ＫＶの電圧を印加し５
秒間コロナ荷電を行いエレクトレット化し、濾過層を得
た。この不織布の表面電荷密度は５×１０^-9クーロン／
ｃｍ²であった。また、黒色の原着ポリプロピレンを素
材とし、一般的なスパンボンド法によりウェブを得た。
このウェブに熱エンボスロールにてボンディング加工
し、黒色スパンボンド不織布である支持体層を得た。こ
のスパンボンド不織布を構成する平均繊維径は、４．０
μｍ、目付は、７０ｇ／ｍ²、熱接着面積率は、３５％
であった。このようにして得た支持体層上に、湿気硬化
型ポリウレタン樹脂を均一に２ｇ／ｍ²噴霧し、前記ポ
リプロピレン製エレクトレット化メルトブロー不織布で
ある濾過層を湿気硬化型ポリウレタン樹脂の噴霧面に重
ね合せ、ロールにて圧縮し積層一体化したエアフィルタ
ー材を得た。

【００２３】比較例１無着色ポリプロピレンを素材とした以外は、実施例１と
全く同じ方法で無着色スパンボンド不織布である支持体
層を得た。このようにして得られた支持体層と、実施例
１と全く同じようにして得られたポリプロピレン製エレ
クトレット化メルトブロー不織布とを、実施例１と同じ
方法で積層一体化し、エアフィルター材を得た。

【００２４】比較例２ポリビニルアルコールからなるパウダーを実施例１と全
く同じようにして得られた支持体層上に均一に２ｇ／ｍ
²分布させ、実施例１と全く同じようにして得られた濾
過層と重ね合せ、１１０℃のサクションドラム内を通過
させパウダーを溶融し、積層一体化したエアフィルター
材を得た。

【００２５】実施例１および比較例１〜２で得られたエ
アフィルター材を、ＪＩＳＬ１０９１Ａ−１法
（４５°ミクロバーナー法）により難燃性評価した。ま
た、それぞれのエアフィルター材をジグザグ状に折り、
ユニット化して空気清浄器に組み込み、装置外部からの
フィルター材の非視認性および外観品位を評価した。ま
た、前記ユニットに大気塵を含む空気を４０ｍ³／ｈ供
給し、供給した空気中の大気塵（Ａ）、通過した空気中
の大気塵（Ｂ）の粒径０．３μｍ以上の個数をリオン株
式会社製パーティクルカウンターＫＣ０１Ｂにてカウン
トし、［１−（Ｂ／Ａ）］×１００を捕集効率（％）と
して、除塵性能を評価した。得られた評価結果を表１に
示す。

【００２６】

【表１】表１からわかるように、本発明により得られたエアフィ
ルター材およびフィルターユニット（実施例１）は、難
燃性を有し、装置外部からの非視認性が良く、外観品位
が優れており、フィルター材として十分使用できる捕集
効率を有しているのに対し、無着色ポリプロピレンを支
持体層の素材としたエアフィルター材およびフィルター
ユニット（比較例１）では装置外部からのフィルター材
の非視認性が悪く、外観品位が極めて悪いものであっ
た。また、ポリビニルアルコールからなるパウダーを用
い、支持体層と濾過層とを積層一体化したエアフィルタ
ー材およびフィルターユニット（比較例１）では難燃性
が不十分なものであった。

【００２７】

【発明の効果】本発明のエアフィルター材によれば、外
観品位が著しく優れているのみならず、有毒ガスの発生
がなく、効率良く空気中の粉塵を除去することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のエアフィルターユニット例の斜視図
である。

【符号の説明】

１：枠２：エアフィルター材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】着色されたポリオレフィン系不織布から
なる支持体層と、ポリオレフィン系エレクトレット化不
織布からなる濾過層とを積層一体化したことを特徴とす
るエアフィルター材。
【請求項２】該支持体層が、６０以下のＬ値を有する
ものである請求項１記載のエアフィルター材。
【請求項３】該Ｌ値が、２０以下である請求項２記載
のエアフィルター材。
【請求項４】該支持体層が、５０〜１５０ｇ／ｍ^2の
目付を有するものである請求項１記載のエアフィルター
材。
【請求項５】該支持体層が、４０ｍｇ以上の剛軟度を
有するものである請求項１記載のエアフィルター材。
【請求項６】該支持体層を構成する不織布繊維が、２
〜１０デニールの単糸繊度を有するものである請求項１
記載のエアフィルター材。
【請求項７】該支持体層が、熱エンボスによりボンデ
ィングされたものである請求項１記載のエアフィルター
材。
【請求項８】該濾過層を構成する不織布の目付が、１
０〜８０ｇ／ｍ²である請求項１記載のエアフィルター
材。
【請求項９】該濾過層を構成する該エレクトレット化
不織布が、０．５〜３０μｍの単糸径を有する繊維で構
成されている請求項１記載のエアフィルター材。
【請求項１０】該濾過層の表面電荷密度が、２×１０
^-10クーロン／ｃｍ²以上である請求項１記載のエアフ
ィルター材。
【請求項１１】該支持体層と該濾過層とが、ポリウレ
タン樹脂により積層一体化されている請求項１記載のエ
アフィルター材。
【請求項１２】請求項１〜１１のいずれかに記載のエ
アフィルター材から構成されていることを特徴とするフ
ィルターユニット。
【請求項１３】エアフィルター材の着色された支持体
層が、空気吸入側に配置されている請求項１２記載のエ
アフィルターユニット。
【請求項１４】エアフィルター材の着色された支持体
層が、外側から見える方向に取り付けられている請求項
１２記載のエアフィルターユニット。
【請求項１５】該エアフィルターユニットが、車室内
の空気清浄機に取り付けられて使用されるものである請
求項１２〜１４のいずれかに記載のエアフィルターユニ
ット。